Kopplung des zwei-Fluid/Maxwell Systems zur Magnetohydrodynamik mit Ohm'schem Gesetz

• Antragsteller: Professor Dr. Rainer Grauer
• Fachliche Zuordnung: Astrophysik und Astronomie
• Förderung: Förderung seit 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 463312734

Astrophysikalische und Weltraumplasmen können als stoßfrei angesehen werden. Die in solchen Plasmen auftretenden räumlichen und zeitlichen Skalen erstrecken sich über mehr als 7 Größenordnungen, von den feinsten kinetischen bis hin zu den globalen Skalen. Daher ist eine Multiskalen-/Multiphysik-Modellierung von Plasmen von wesentlicher Bedeutung.In diesem Projekt betrachten wie die Oberflächenkopplung der zwei-Fluid/Maxwell mit der magneto-hydrodynamischen (MHD) Beschreibung. Der Übergang von der zwei-Fluid/Maxwell zur MHD Beschreibung enthält mehrere singuläre Grenzübergänge: i) die Lichtgeschwindigkeit tendiert gegen unendlich, ii) das Verhältnis von Debye zur Systemlänge verschwindet und die Elektronenmasse wird vernachlässigt. Dies führt zu interessanten Fragen bei der Oberflächenkopplung von MHD mit dem zwei-Fluid/Maxwell-System, wie z.B.: i) Wie kann die im MHD fehlende Information "rekonstruiert" werden, um konsistente Flüsse an den Grenzen der beiden Beschreibungen zu definieren? ii) Wie kann eine konsistente Energiedichte formuliert werden? iii) Wie können Verfeinerungskriterien definiert werden, um anzuzeigen, wann die MHD-Beschreibung nicht mehr angemessen ist? All diese Fragen sollen in diesem Projekt behandelt werden.Dieses Projekt ist Teil der DFG-Forschungsgruppe "Struktur-erhaltende numerische Methoden für Volumen- und Übergangskopplung von heterogenen Modellen".

• DFG-Verfahren: Forschungsgruppen
• Teilprojekt zu: FOR 5409: Struktur-erhaltende numerische Methoden für Volumen- und Übergangskopplung von heterogenen Modellen